7-mar-2022
Lo scopo del presente articolo è quello di chiarire e condividere i concetti di base in merito alle diverse tipologie di prove ambientali: prove climatiche, d’irraggiamento solare, nebbia salina e grado IP. Questi test sono particolarmente utili per verificare la capacità e le reazioni di dispositivi e prodotti durante l'esposizione a specifiche condizioni e stress ambientali.
IASELAB, laboratorio di Ferrara fondato nel 2004 dal sottoscritto (Andrea Zanirati) e Irene Tagliani, è specializzato in questo tipo di prove, oltre che in test di vibrazione, compatibilità elettromagnetica (EMC) e Safety.
Nel 2021, è entrata a far parte del Gruppo Nemko, ampliandone così il portafoglio servizi e la presenza sul territorio nazionale.
Per maggiori informazioni, è possibile approfondire leggendo l’intervista a Irene Tagliani, attuale General Manager della sede Nemko di Ferrara.
Alla fine dell’articolo sono disponibili 5 best practices per affrontare al meglio un percorso di test di questo tipo.
Lo scopo delle prove climatiche è determinare la capacità di componenti, apparecchiature o altri prodotti ad essere utilizzati, trasportati o immagazzinati a determinate temperature ed umidità, oppure a variazioni di uno o entrambi di queste grandezze.
I test vengono eseguiti tramite l'utilizzo di camere climatiche che simulano le temperature e gli stress ambientali impostati dall'utente.
I metodi di prova maggiormente utilizzati sono descritti all'interno delle norme IEC 60068, di seguito alcuni esempi:
- IEC 60086-2-1: Cold
- IEC 60068-2-2: Dry heat
- IEC 6008-2-30: Damp heat, cyclic
Cosa sono i test di Irraggiamento solare?
Sono prove di laboratorio che vengono svolte mediante l’utilizzo di sorgenti di luce artificiale, in presenza di umidità, pioggia (spruzzatura) e vento (aereazione forzata ad una temperatura determinata) al fine di simulare un processo di invecchiamento accelerato rispetto all’esposizione ambientale, alla luce solare diretta o dietro un vetro finestra.
Nebbia salina
Le prove in nebbia salina sono test di corrosione che vengono eseguiti in atmosfera satura di sale in accordo ad una determinata severità. Infatti, il sale può degradare le prestazioni di materiali metallici e/o non-metallici. Il meccanismo di corrosione salina sui materiali metallici è di tipo elettrochimico, mentre gli effetti della degradazione che si rilevano sui materiali non-metallici sono causati da complesse reazioni chimiche.
Perché sono necessari?
Nel caso dei test climatici è fondamentale garantire il funzionamento del prodotto nelle diverse aree geografiche o i mercati definiti target durante la definizione delle strategie marketing e commerciali del prodotto. Dal momento che le condizioni ambientali, a seconda della zona geografica nella quale opererà il prodotto finale, possono essere considerevolmente differenti, è buona prassi accertarsi della capacità di esposizione dello stesso al fine di evitare sgradevoli situazioni con clienti e/o consumatori finali. Ulteriore condizione critica da considerare è il trasporto. Infatti, durante questa fase il prodotto può subire notevoli stress termici. E' pertanto fondamentale prevederli e trovare una soluzione prima dell’immissione del prodotto sul mercato.
Nel caso delle prove di irraggiamento solare, è possibile affermare che sono gli unici test di “accelerated aging” sia per prodotti che prevedono l'installazione o l'utilizzo all’esterno, che per i dispositivi destinati all’utilizzo interno se, come spesso accade, sono soggetti all’esposizione della luce attraverso vetri (porte, finestre o lucernai). Queste verifiche enfatizzano aspetti di riscaldamento, nel caso di apparati in funzionamento, oppure di stress meccanico superficiale, che altri test ambientali non potrebbero altrimenti evidenziare. Concludendo, dal momento che, oggi più che mai, il design del prodotto è di fondamentale importanza, è bene porre attenzione anche all’aspetto estetico e pertanto all’invecchiamento dell’involucro.
Infine, anche le prove di nebbia salina possono risultare molto importanti qualora il prodotto fosse destinato ad un ambiente “marino” e/o con “inquinamento” atmosferico tipico di ambienti industriali.
Best Practices
- Identificazione dell’obiettivo da raggiungere
Nella fase di progettazione e successivamente in quella di valutazione del prodotto, Il primo step è quello che riguarda la definizione dell’obiettivo da raggiungere. Sulla base del tipo di prodotto che s’intende sviluppare, dell’ambiente al quale verrà sottoposto e della tipologia di utilizzo finale, sarà necessario individuare gli standard normativi o i capitolati tecnici applicabili e conseguentemente impostare la progettazione. A questo punto, la conoscenza degli standard e/o dei capitolati tecnici, talvolta specificatamente richiesti da clienti o potenziali, è di fondamentale importanza. Al fine di individuare quelli più adatti è buona prassi porsi due domande:
- Quali sono le prove necessarie per verificare e confermare l’effettiva conformità ai parametri ambientali assegnati durante la fase di progettazione?
- Le temperature e l’umidità indicate rientrano nei limiti di accettabilità del dispositivo? - Conoscenza del reale grado IP
La norma EN 60529 delinea un sistema di classificazione internazionale per la verifica dell'efficacia della sigillatura degli involucri delle apparecchiature elettriche contro l'intrusione di corpi estranei (es. mani, dita, strumenti, polvere) e acqua. Questo sistema di classificazione utilizza le lettere "IP" ("Ingress Protection") seguite da due o tre cifre. Maggiore sarà il valore attribuito a tali cifre, maggiore sarà il livello di protezione all’ingresso. La prima cifra indica la protezione contro la penetrazione di corpi solidi estranei e si estende fino ad un massimo di 6, mentre la seconda cifra indica il grado di protezione contro la penetrazione di liquidi che può arrivare fino ad un massimo di 9.
A tal proposito, al fine di affrontare con successo questo percorso di test, è necessario essere consapevoli del grado di protezione del dispositivo e decidere preliminarmente questo parametro nella fase di progettazione del prodotto.
Inoltre, prima di affrontare i test di laboratorio, è buona prassi domandarsi se il prodotto sia effettivamente in grado di resistere ai livelli di umidità indicati e conoscere i limiti di temperatura del prodotto sia in termini operativi che di trasporto e stoccaggio. - Preparazione ai test di laboratorio
Arrivare in laboratorio con le idee chiare e preparati per i test che si dovranno affrontare è la strategia migliore per conseguire un risultato positivo e per ottimizzare le tempistiche e i costi di prova. A tal proposito, è molto importante fornire tutte le specifiche tecniche del prodotto, incluse le dimensioni, il peso, le modalità di funzionamento e di collaudo, l’eventuale necessità di utilizzare simulatori/ausiliari e relative specifiche di peso, ingombro e funzionamento. - Pianificazione delle funzionalità che devono essere verificate
Oltre alla verifica della resistenza fisica del dispositivo, spesso e a seconda delle esigenze, potrebbe essere necessario verificare che le diverse funzionalità del prodotto, vengano mantenute anche durante l’esposizione a determinati stress e/o a specifiche condizioni ambientali. Fornire chiare indicazioni sul tipo e numero di controlli da effettuate durante e dopo le prove climatiche è un criterio importante. Inoltre, è bene considerare che diverse modalità di controllo possono essere effettuate solamente da remoto, oppure mediante particolari connessioni esterne alle camere di prova. - Consapevolezza dei test effettuati
Se non in particolarissime situazioni, i test climatici non sono test di invecchiamento, ma solo prestazionali e spesso non garantiscono neppure la perfetta simulazione del caso reale. Per avvicinarsi all’obiettivo è necessario studiare e valutare accuratamente durata, tempi di transizione e influenza dell’umidità percentuale.
I nostri servizi
Nemko è fra i più importanti enti di certificazione e laboratori di test e di recente, grazie all'acquisizione di IASELAB, ha esteso i propri servizi soprattutto nell'ambito delle prove climatiche, ambientali e di vibrazione.
Cliccando qui sotto è possibile consultare i nostri servizi:
Laboratorio IASELAB Srl - Ferrara (FE)
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- Iscriviti al webinar "prove ambientali, climatiche e vibrazioni" - 23 Marzo 2022
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